CN114992299B - 一种变速器结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种变速器结构，包括设置在变速器与发动机间的飞轮减震器、发动机连接离合器、无级调速***、机械变速***、差速器；发动机连接离合器和机械变速***间设置有负责动力分流的行星排，发动机曲轴通过飞轮减震器和发动机连接离合器与行星排上的齿圈连接，行星排上的行星架与机械变速***中的变速***输入轴连接，行星排上的太阳轮与无级调速***中的调速***输入轴连接；还包括设置于机械变速***与无级调速***间实现前进挡和倒挡功能切换的爪式离合器；其益处在于，减少了湿式离合器的使用数量和湿式离合器分离工况的数量，因而极大的解决了离合器拖曳扭矩损失问题，从而提高了***传动效率。

Description

一种变速器结构
技术领域
本发明属于汽车变速器领域，特别是涉及一种变速器结构。
背景技术
现有的车辆中使用了带式无级变速机构的自动变速器比较普及，这种带式无级变速机构具有一对带轮和卷绕在上述带轮上的金属带(或链条)，通过变更带轮的有效直径来无级地变速。另外，除了带式无级变速机构以外，还具有使用环形无级变速机构或圆锥形无级变速机构等的自动变速器。但是这种变速器本身传动效率低，变速器承载能力低。为提高无级变速器的承载能力必须在传统无级变速器的的基础上增加动力路径。
专利文献1 CN 106662229 A 公开了一种自动变速器，该自动变速器具有经由前进后退切换装置将输入轴与输出轴连接的第一动力传递路径和经由无级变速机构将输入轴与输出轴连接的第二动力传递路径两条并联的动力传递路径，在该自动变速器中，前进后退切换装置具有前进用的第一离合器和后退用的制动器，在第一动力传递路径中设置有爪形离合器，在第二动力传递路径中设置有第二离合器。专利文献2 CN 111664238 A 公开了一种无级变速器，该变速器具有负责动力分流的行星排、无级调速***、机械变速***，在该自动变速器中，前进后退切换装置具有前进一挡用的第二离合器、前进二挡用的第三离合器和后退用的第一离合器。
专利文献1 CN 106662229 A和专利文献2 CN 111664238 A所述技术方案中都有3个湿式离合器，其中专利文献1 CN 106662229 A所述技术方案低速挡时第一离合器结合，制动器和第二离合器处于分离状态，这两个分离状态的离合器会产生拖曳扭矩，影响***传动效率；高速挡时制动器处于分离状态，也会产生拖曳扭矩，影响***传动效率，专利文献2 CN 111664238 A所述技术方案一挡时第二离合器结合，第一离合器和第三离合器处于分离状态，这两个分离状态的离合器会产生拖曳扭矩，影响***传动效率；二挡时第一离合器和第二离合器处于分离状态，也会产生拖曳扭矩，影响***传动效率。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种变速器结构，通过减少了湿式离合器数量，减少了拖曳扭矩损失，达到了提高***传动效率的目的。
本发明提供一种变速器结构，包括设置在变速器与发动机间的飞轮减震器、发动机连接离合器、无级调速***、机械变速***、差速器；发动机连接离合器和机械变速***间设置有负责动力分流的行星排，发动机曲轴通过飞轮减震器和发动机连接离合器与行星排上的齿圈连接，行星排上的行星架与机械变速***中的变速***输入轴连接，行星排上的太阳轮与无级调速***中的调速***输入轴连接；还包括设置于机械变速***与无级调速***间实现前进挡和倒挡功能切换的爪式离合器。
根据本发明的上述技术方案，还包括调速***输入轴、主动轮、从动轮、传动钢带（或钢链）、调速***输出轴、主减速器第二主动齿轮；调速***输出轴与调速***输入轴平行的设置，主动轮固定设置在调速***输入轴上，从动轮固定设置在调速***输出轴上，主动轮和从动轮间采用传动钢带（或钢链）连接，主减速器第二主动齿轮固定的设置在调速***输出轴的前端，它与主减速器从动齿轮啮合；机械变速***包括机械变速***输入轴、一挡主动齿轮、二挡主动齿轮、二挡离合器、变速***输出轴、超越离合器、一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、主减速器第一主动齿轮；变速***输入轴是一根空心轴，它与调速***输入轴同心，空套的设置在调速***输入轴的外侧，其前端与行星架连接，一挡主动齿轮和二挡主动齿轮通过轴承可旋转的设置在变速***输入轴上，二挡离合器设置在一挡主动齿轮和二挡主动齿轮之间，二挡离合器内毂固定设置在变速***输入轴上，二挡离合器外毂设置在二挡主动齿轮的后侧，它控制变速***输入轴和二挡主动齿轮间的固定和分离；变速***输出轴与变速***输入轴平行的设置，一挡从动齿轮通过滚针轴承可旋转的设置在变速***输出轴上，一挡从动齿轮和变速***输入轴上的一挡主动齿轮啮合，并通过固定设置在变速***输出轴上的超越离合器控制其与变速***输出轴间的固定或旋转，二挡从动齿轮固定的设置在变速***输出轴上，它与变速***输入轴上的二挡主动齿轮啮合；主减速器第一主动齿轮固定的设置在变速***输出轴的前端，它与主减速器从动齿轮啮合。
根据本发明的上述技术方案的第二技术方案，所述机械变速***包括机械变速***输入轴、一挡主动齿轮、二挡主动齿轮、二挡离合器、变速***输出轴、超越离合器、一挡从动齿轮、二挡从动齿轮、主减速器第一主动齿轮；变速***输入轴是一根空心轴，它与调速***输入轴同心，空套的设置在调速***输入轴的外侧，其前端与行星架连接，一挡主动齿轮和二挡主动齿轮通过轴承可旋转的设置在变速***输入轴上，二挡离合器设置在一挡主动齿轮和二挡主动齿轮之间，二挡离合器内毂固定设置在一挡主动齿轮前侧，二挡离合器外毂固定设置在二挡主动齿轮的后侧，它控制变速***输入轴和二挡主动齿轮间的固定和分离；变速***输出轴与变速***输入轴平行的设置，一挡从动齿轮通过滚针轴承可旋转的设置在变速***输出轴上，一挡从动齿轮和变速***输入轴上的一挡主动齿轮啮合，并通过固定设置在变速***输出轴上的超越离合器控制其与变速***输出轴间的固定或旋转，二挡从动齿轮固定的设置在变速***输出轴上，它与变速***输入轴上的二挡主动齿轮啮合；主减速器第一主动齿轮固定的设置在变速***输出轴的前端，它与主减速器从动齿轮啮合；所述爪式离合器设置在主动带轮和一挡主动齿轮之间，还包括固定设置在变速***输入轴后端的爪式离合器内毂，固定设置在主动带轮前端的倒挡结合齿，固定设置在一挡主动齿轮后侧的前进挡结合齿以及结合套。
根据本发明的上述技术方案，爪式离合器设置在主动轮和一挡主动齿轮之间，还包括固定设置在变速***输入轴后端的爪式离合器内毂，固定设置在主动轮前端的倒挡结合齿，固定设置在一挡主动齿轮后侧的前进挡结合齿以及结合套。
根据本发明的上述技术方案，发动机连接离合器为起步离合器。
本发明一种变速器结构，通过发动机连接离合器和实现前进挡和倒挡功能切换的爪式离合器的结构设置、在前进挡和倒挡切换时发动机连接离合器分离以及在汽车行驶过程中发动机连接离合器结合的控制方法，解决了传统无级变速器倒挡结构中始终有一个离合器（制动器）处于分离状态，存在离合器拖曳扭矩损失；通过采用爪式离合器控制一挡主动齿轮的设置，倒挡时，一挡齿轮***与变速***输入轴彻底断开，使采用只有单向分离能力的超越离合器替代湿式离合器成为可能，减少了湿式离合器的使用数量。其结果是：减少了湿式离合器的使用数量和湿式离合器分离工况的数量，专利文献1 CN 106662229 A和专利文献2 CN 111664238 A都有3个湿式离合器，本发明只有两个湿式离合器，一挡时，专利文献1 CN 106662229 A和专利文献2 CN 111664238 A都有2个湿式离合器处于分离状态，本发明只有1个湿式离合器处于分离状态，二挡时，专利文献1 CN 106662229 A有1个湿式离合器处于分离状态，专利文献2 CN 111664238 A有2个湿式离合器处于分离状态，本发明没有湿式离合器处于分离状态，因而极大的解决了离合器拖曳扭矩损失问题，从而提高了***传动效率；本发明通过爪式离合器结合时0转速差，可减少设置两个同步环的结构优化及技术方案的创新，进一步的简化了结构提升了变速器性能，与专利文献1 CN 106662229A对比，减少了两个同步环，一根传动轴和一个齿轮，变速器轴向尺寸也可以比专利文献1CN 106662229 A和专利文献2 CN 111664238 A缩短20-40mm，降低了成本，减少了重量，进一步提升了整车***效率。
下面结合附图详细说明。
附图说明
图 1 为本发明一种变速器结构的第一实施例结构示意图。
图 2 为本发明一种变速器结构的第一实施例一挡动力传递示意图。
图 3 为本发明一种变速器结构的第一实施例二挡动力传递示意图。
图 4 为本发明一种变速器结构的第一实施例倒挡动力传递示意图。
图 5 为本发明一种变速器结构的第二实施例结构示意图。
图 6 为本发明一种变速器结构的第二实施例一挡动力传递示意图。
图 7 为本发明一种变速器结构的第二实施例二挡动力传递示意图。
图 8 为本发明一种变速器结构的第二实施例倒挡动力传递示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。
图 1 为本发明一种变速器结构的第一实施例结构示意图，一种变速器结构，包括设置在变速器与发动机间的飞轮减震器J、发动机连接离合器C0、无级调速***A、机械变速***S、差速器Q；发动机连接离合器C0和机械变速***S间设置有负责动力分流的行星排X，发动机曲轴通过飞轮减震器J和发动机连接离合器C0与行星排X上的齿圈X1连接，行星排X上的行星架X2与机械变速***S中的变速***输入轴2连接，行星排上X的太阳轮X3与无级调速***A中的调速***输入轴5连接；还包括设置于机械变速***S与无级调速***A间实现前进挡和倒挡功能切换的爪式离合器Z。
无级调速***中A的调速***输入轴3、主动带轮D1、从动带轮D2、传动钢带（或钢链）D3、调速***输出轴5、主减速器第二主动齿轮ZZ2；调速***输出轴5与调速***输入轴3平行的设置，主动带轮D1固定设置在调速***输入轴3上，从动带轮D2固定设置在调速***输出轴5上，主动带轮D1和从动带轮D2间采用传动钢带（或钢链）D3连接，主减速器第二主动齿轮ZZ2固定的设置在调速***输出轴5的前端，它与主减速器从动齿轮ZC啮合。
机械变速***S中的变速***输入轴4、一挡主动齿轮1DZ、二挡主动齿轮2DZ、二挡离合器C1、变速***输出轴4、超越离合器CY、一挡从动齿轮1DC、二挡从动齿轮2DC、主减速器第一主动齿轮ZZ1；变速***输入轴2是一根空心轴，它与调速***输入轴3同心，空套的设置在调速***输入轴3的外侧，其前端与行星架X2连接，一挡主动齿轮1DZ和二挡主动齿轮2DZ通过轴承可旋转的设置在变速***输入轴2上，二挡离合器C1设置在一挡主动齿轮1DZ和二挡主动齿轮2DZ之间，二挡离合器C1内毂固定设置在变速***输入轴4上，二挡离合器外毂固定设置在二挡主动齿轮2DZ的后侧，它控制一挡主动齿轮1DZ和二挡主动齿轮2DZ间的固定和分离，变速***输出轴4与变速***输入轴2平行的设置，一挡从动齿轮1DC通过滚针轴承可旋转的设置在变速***输出轴4上，一挡从动齿轮1DC和变速***输入轴4上的一挡主动齿轮1DZ啮合，并通过设置在变速***输出轴4上的超越离合器CY控制其与变速***输出轴4间的固定或旋转，二挡从动齿轮2DC固定的设置在变速***输出轴4上，它与变速***输入轴2上的二挡主动齿轮2DZ啮合；主减速器第一主动齿轮ZZ1固定的设置在变速***输出轴4的前端，它与主减速器从动齿轮ZC啮合。
爪式离合器Z设置在主动带轮D1和一挡主动齿轮1DZ之间，还包括设置在变速***输入轴4后端的爪式离合器内毂Z2，设置在主动带轮D1前端的倒挡结合齿Z3，设置在一挡主动齿轮1DZ和后侧的前进挡结合齿Z4以及结合套Z1。
图 2 为本发明一种变速器结构的第一实施例一挡动力传递示意图，一挡动力传递路径：一挡时，二挡离合器C1分离，爪式离合器Z中的结合套Z1与前进挡结合齿Z4连接，发动机连接离合器C0结合，来自于发动机的动力依次经过飞轮减震器J、发动机连接离合器C0传递到齿圈X1后一部分动力通过行星架X2、变速***输入轴2、爪式离合器Z、一挡主动齿轮1DZ、一挡从动齿轮1DC、超越离合器CY、变速***输出轴4、主减速器第一主动齿轮ZZ1传递到主减速器从动齿轮ZC，另一部分动力依次通过太阳轮X3、调速***输入轴3、主动带轮D1、传动钢带（或钢链）D3、从动带轮D2、调速***输出轴5、主减速器第二主动齿轮ZZ2也传递到主减速器从动齿轮ZC，两股动力叠加后通过差速器Q驱动汽车前进。
图 3 为本发明一种变速器结构的第一实施例二挡动力传递示意图，二挡动力传递路径：二挡时，爪式离合器Z中的结合套Z1与前进挡结合齿Z4连接，发动机连接离合器C0结合，二挡离合器C1结合，来自于发动机的动力依次经过飞轮减震器J、发动机连接离合器C0传递到齿圈X1后一部分动力通过行星架X2、变速***输入轴2、二挡离合器C1、二挡主动齿轮2DZ、二挡从动齿轮2DC、变速***输出轴4 、主减速器第一主动齿轮ZZ1传递到主减速器从动齿轮ZC，另一部分动力依次通过太阳轮X3、调速***输入轴3、主动带轮D1、传动钢带（或钢链）D3、从动带轮D2、调速***输出轴5、主减速器第二主动齿轮ZZ2也传递到主减速器从动齿轮ZC，两股动力叠加后通过差速器Q驱动汽车前进。
图 4 为本发明一种变速器结构的第一实施例倒挡动力传递示意图，倒挡动力传递路径：倒挡时，二挡离合器C1分离，爪式离合器Z中的结合套Z1与主动带轮上的倒挡结合齿Z3连接，发动机连接离合器C0结合，此时爪式离合器Z将通过变速***输入轴2连接的行星架X2和调速***输入轴3连接的太阳轮X3锁止成一体，来自于发动机的动力依次经过飞轮减震器J、发动机连接离合器C0传递到齿圈X1后直接传递到行星架X2和太阳轮X3上，带动行星架X2和太阳轮X3一起正向旋转并依次经由调速***输入轴3和变速***输入轴2、主动带轮D1 、传动钢带（或钢链）D3带动从动带轮D2正向旋转，再依次经由调速***输出轴5、主减速器第二主动齿轮ZZ2推动主减速器从动齿轮ZC反向旋转，再通过差速器Q驱动汽车向后行驶。
图 5 为本发明一种变速器结构的第二实施例结构示意图，第二实施例与第一实施例不同之处在于，第一实施例中二挡离合器C1内毂固定设置在变速***输入轴2上，第二实施例中二挡离合器C1内毂固定设置在一挡主动齿轮1DZ前侧。
图 6 为本发明一种变速器结构的第二实施例一挡动力传递示意图，一挡时，二挡离合器C1分离，爪式离合器Z中的结合套Z1与前进挡结合齿Z4连接，发动机连接离合器C0结合，来自于发动机的动力依次经过飞轮减震器J、发动机连接离合器C0传递到齿圈X1后一部分动力通过行星架X2、变速***输入轴2、爪式离合器Z、一挡主动齿轮1DZ、一挡从动齿轮1DC、超越离合器CY、变速***输出轴4、主减速器第一主动齿轮ZZ1传递到主减速器从动齿轮ZC，另一部分动力依次通过太阳轮X3、调速***输入轴3、主动带轮D1、传动钢带（或钢链）D3、从动带轮D2、调速***输出轴5、主减速器第二主动齿轮ZZ2也传递到主减速器从动齿轮ZC，两股动力叠加后通过差速器Q驱动汽车前进。
图 7 为本发明一种变速器结构的第二实施例二挡动力传递示意图，二挡动力传递路径：二挡时，爪式离合器Z中的结合套Z1与前进挡结合齿Z4连接，发动机连接离合器C0结合，二挡离合器C1结合，来自于发动机的动力依次经过飞轮减震器J、发动机连接离合器C0传递到齿圈X1后一部分动力通过行星架X2、变速***输入轴2、爪式离合器Z、一挡主动齿轮1DZ、二挡离合器C1、二挡主动齿轮2DZ、二挡从动齿轮2DC、变速***输出轴4 、主减速器第一主动齿轮ZZ1传递到主减速器从动齿轮ZC，另一部分动力依次通过太阳轮X3、调速***输入轴3、主动带轮D1、传动钢带（或钢链）D3、从动带轮D2、调速***输出轴5、主减速器第二主动齿轮ZZ2也传递到主减速器从动齿轮ZC，两股动力叠加后通过差速器Q驱动汽车前进。
图 8 为本发明一种变速器结构的第二实施例倒挡动力传递示意图，倒挡动力传递路径：倒挡时，二挡离合器C1分离，爪式离合器Z中的结合套Z1与主动带轮上的倒挡结合齿Z3连接，发动机连接离合器C0结合，此时爪式离合器Z将通过变速***输入轴2连接的行星架X2和调速***输入轴3连接的太阳轮X3锁止成一体，来自于发动机的动力依次经过飞轮减震器J、发动机连接离合器C0传递到齿圈X1后直接传递到行星架X2和太阳轮X3上，带动行星架X2和太阳轮X3一起正向旋转并依次经由调速***输入轴3和变速***输入轴2、主动带轮D1 、传动钢带（或钢链）D3带动从动带轮D2正向旋转，再依次经由调速***输出轴5、主减速器第二主动齿轮ZZ2推动主减速器从动齿轮ZC反向旋转，再通过差速器Q驱动汽车向后行驶。
上述实施例及实施方案示例只是用以对本发明的说明，并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、更改添加或替换也应属于本发明保护范围。

Claims (5)

1.一种变速器结构，包括设置在变速器与发动机间的飞轮减震器、发动机连接离合器、无级调速***、机械变速***、差速器；发动机连接离合器和机械变速***间设置有负责动力分流的行星排，其特征在于：所述无级调速***中还包括调速***输出轴、主减速器第二主动齿轮；所述机械变速***中还包括变速***输出轴、主减速器第一主动齿轮；发动机曲轴通过飞轮减震器和发动机连接离合器与行星排上的齿圈连接，行星排上的行星架与机械变速***中的变速***输入轴连接，行星排上的太阳轮与无级调速***中的调速***输入轴连接；还包括设置于机械变速***与无级调速***间实现前进挡和倒挡功能切换的爪式离合器，主减速器第一主动齿轮固定的设置在变速***输出轴的前端，它与主减速器从动齿轮啮合；主减速器第二主动齿轮固定的设置在调速***输出轴的前端，它与主减速器从动齿轮啮合。
2.根据权利要求 1 所述一种变速器结构，其特征在于，所述无级调速***中还包括调速***输入轴、主动带轮、从动带轮、传动钢带/钢链；调速***输出轴与调速***输入轴平行的设置，主动带轮固定设置在调速***输入轴上，从动带轮固定设置在调速***输出轴上，主动带轮和从动带轮间采用传动钢带/钢链连接；
所述机械变速***中还包括机械变速***输入轴、一挡主动齿轮、二挡主动齿轮、二挡离合器、超越离合器、一挡从动齿轮、二挡从动齿轮；变速***输入轴是一根空心轴，它与调速***输入轴同心，空套的设置在调速***输入轴的外侧，其前端与行星架连接，一挡主动齿轮和二挡主动齿轮通过轴承可旋转的设置在变速***输入轴上，二挡离合器设置在一挡主动齿轮和二挡主动齿轮之间，二挡离合器内毂固定设置在变速***输入轴上，二挡离合器外毂固定设置在二挡主动齿轮的后侧，它控制变速***输入轴和二挡主动齿轮间的固定和分离；变速***输出轴与变速***输入轴平行的设置，一挡从动齿轮通过滚针轴承可旋转的设置在变速***输出轴上，一挡从动齿轮和变速***输入轴上的一挡主动齿轮啮合，并通过固定设置在变速***输出轴上的超越离合器控制其与变速***输出轴间的固定或旋转，二挡从动齿轮固定的设置在变速***输出轴上，它与变速***输入轴上的二挡主动齿轮啮合。
3.根据权利要求 1 所述一种变速器结构，其特征在于，所述无级调速***中还包括调速***输入轴、主动带轮、从动带轮、传动钢带/钢链；调速***输出轴与调速***输入轴平行的设置，主动带轮固定设置在调速***输入轴上，从动带轮固定设置在调速***输出轴上，主动带轮和从动带轮间采用传动钢带/钢链连接；
所述机械变速***中还包括机械变速***输入轴、一挡主动齿轮、二挡主动齿轮、二挡离合器、超越离合器、一挡从动齿轮、二挡从动齿轮；变速***输入轴是一根空心轴，它与调速***输入轴同心，空套的设置在调速***输入轴的外侧，其前端与行星架连接，一挡主动齿轮和二挡主动齿轮通过轴承可旋转的设置在变速***输入轴上，二挡离合器设置在一挡主动齿轮和二挡主动齿轮之间，二挡离合器内毂固定设置在一挡主动齿轮前侧，二挡离合器外毂固定设置在二挡主动齿轮的后侧，它控制变速***输入轴和二挡主动齿轮间的固定和分离；变速***输出轴与变速***输入轴平行的设置，一挡从动齿轮通过滚针轴承可旋转的设置在变速***输出轴上，一挡从动齿轮和变速***输入轴上的一挡主动齿轮啮合，并通过固定设置在变速***输出轴上的超越离合器控制其与变速***输出轴间的固定或旋转，二挡从动齿轮固定的设置在变速***输出轴上，它与变速***输入轴上的二挡主动齿轮啮合。
4.根据权利要求 2 或权利要求 3 所述一种变速器结构，其特征在于，所述爪式离合器设置在主动带轮和一挡主动齿轮之间，还包括固定设置在变速***输入轴后端的爪式离合器内毂，固定设置在主动带轮前端的倒挡结合齿，固定设置在一挡主动齿轮后侧的前进挡结合齿以及结合套。
5.根据权利要求 1 所述一种变速器结构，其特征在于，所述发动机连接离合器为起步离合器。
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